康奈尔大学研发新型催化剂 可改善回收塑料性能实现高值化利用

康奈尔大学研发新型催化剂 可改善回收塑料性能实现高值化利用

塑料回收有两大难题,分别是分类和分离(www.80706.cn)。比如食品包装袋有多层包装膜(BOPET/PE或者PA6/PE复合等),没办法把不同组成的包装膜分离、分类回收是一大难题。

有人说能不能一把全回收了,可以吗?不行!不同的高分子性能不同,会导致相分离,导致回收得到的材料性能下降。日本首相安倍晋三也呼吁过“勿敌视塑料,管理与革新才是关键”。

所以在包装行业,一方面希望通过单一组分来实现多个功能是发展的趋势。对于回收行业来说:能不能不分离、直接混混,加点增溶剂之类的实现回收塑料高值化利用呢?

美国康奈尔大学Coates课题组长期致力于烯烃活性聚合方面的研究,他们希望通过发展具有长催化寿命的催化剂来制备高分子量的聚乙烯/全同聚丙烯嵌段或者多嵌段共聚物。

吡啶胺Hf催化剂在高温下能够制备高分子量的全同聚丙烯( Angew. Chem. Int. Ed. 45, 3278–3283 (2006))同时也被用于“链穿梭”聚合( Science 312, 714–719 (2006).)。

2008年,Coates课题组报道优化后的吡啶胺Hf催化剂(I)能够实现对于丙烯的全同可控聚合(Patent WO2008112133A2 (2008))。

2017年,Coates课题组报道使用该催化剂制备具有序列长度可控的乙烯/全同聚丙烯嵌段和多嵌段共聚物。

这类新的嵌段共聚物与聚乙烯/全同聚丙烯具有良好的界面性能,并能够良好的改善回收塑料的性能得到高值的高分子材料。

而在PET:PE(80:20)混合物中添加0.5wt%的PET-PE多嵌段链,得到的PET/PE共混物的断裂应力和应变超过了纯PET,实现了废弃塑料PET和PE的高值化利用,这一成果获得了《Science》编辑的推荐。

处理塑料垃圾的四种模式

目前,全球对废旧塑料的处理方法有填埋、焚烧、再生造粒和热解等方法。

填埋法是被广泛用来处理废旧塑料垃圾的传统方式。这种简单直接的物理处理方式隐患和危害比较大,增加土地资源的使用压力,难降解的塑料严重妨碍地下水渗透,塑料中的添加剂造成土地的二次污染。塑料垃圾——无论是在河流、海洋还是在陆地都可以在环境中持续几个世纪。塑料在自然中几乎不可能完全分解。大多数塑料制品永远不会完全消失,只是越变越小。

焚烧同样是被广泛使用的塑料垃圾处理方式。英国广播公司称,“焚烧派”说,塑料是从石油和天然气提炼生产的,主要为碳氢化合物,焚烧的时候会产生大量热能,然后用产生的热能来发电。以这种方式焚烧塑料垃圾,目前在有些地方代替了烧煤或石油之类产生污染的燃料。不过,焚烧塑料会产生有毒有害气体,如果焚烧炉效率不高,这些废气会进入环境。以德国为例,目前,该国每年有20万吨的PVC垃圾,其中30%在焚化炉里燃烧。德国环境部门已规定所有的焚化炉都必须符合每立方米废气值低于0.1ng(纳克)的限量。德国的焚化炉空气污染标准虽然已属于世界公认的高标准,但仍然没有说焚烧方法不会因机械故障放出有害物质。

清华大学环境学院教授刘建国在接受《环球时报》记者采访时表示,要通过比较完善的控制系统让塑料垃圾燃烧得比较充分,在后面还要设置一个完善的烟气净化系统,把烟气处理到位,这样污染就可以得到有效控制。

再生造粒是物理性回收利用塑料垃圾的方法。大多数可回收的塑料经机械加工分解成颗粒,然后重新制造成新的塑料产品,如包装材料、座椅或衣物。然而,再生造粒方法也有局限性,该工艺不适用于塑料薄膜、小袋和其他层压塑料,通常这些材料会被送到垃圾填埋场或进行焚烧。

废旧塑料热解法。这种化学分解方法,是指利用固体废物中有机物的热不稳定性,将其置于热解反应器内受热分解的过程。此项技术可以将废塑料转化为燃料油、天然气、固态燃料等高附加值能源产品。

主营产品:各种液压设备,各种高低压电器,各种仪器仪表,各种电力设备,各种工控设备,以及各种电机马达、传动控制、开关插座等各种工控产品和备件